Неорганическая
Органическая
Коллоидная
Биологическая
Биохимия
Токсикологическая
Экологическая
Химическая энциклопедия
Советская энциклопедия
Справочник по веществам
Гетероциклы
Теплотехника
Углеводы
Квантовая химия
Моделирование ХТС
Номенклатура
Таблица Менделеева
Неорганические реакции
Органические реакции
Молярные массы
Форматирование формул
Редактор формул
Уравнивание реакций
Электронное строение атомов
Игра «Таблица Менделеева»
Термодинамические свойства
Конвертер величин
Гальванопара
Форум
Лекарства
Фармацевтика
Термины биохимии
Коды загрязняющих веществ
Стандартизация
Каталог предприятий


НИКЕЛЯ СПЛАВЫ

НИКЕЛЯ СПЛАВЫ, обладают высокой мех. прочностью, коррозионностойкостью, жаростойкостью, жаропрочностью, ферромагнитными и др. особыми физ. св-вами.

В технике преим. используют высоко- и сложнолегирован-ные никеля сплавы, что объясняется способностью Ni растворять в твердом состоянии значит. кол-ва разл. металлов (Cr, Fe, Mo, Al, Ti, Co, Cu, V, W, Mn и др.) при сохранении достаточно высокой пластичности. Большинство никеля сплавов .-твердые р-ры замещения, имеющие кубич. гранецентрир. кристаллич. решетку. Получают никеля сплавы, как правило, путем плавления; по технологии изготовления разделяются на деформируемые и литейные.

К о р р о з и о н н о с т о й к и е никеля сплавы -гл. обр. сплавы Ni-Mo (25-30% Mo), Ni-Cr (35-50% Сг) и Ni-Mo-Cr (13-17% Mo и 14-20% Сr); за рубежом носят назв. хастеллои. По коррозионной стойкости превосходят коррозионностойкие стали. Отличаются высокой мех. прочностью, поддаются всем видам мех. обработки даже в холодном состоянии. Наиб. коррозионную стойкость приобретают после закалки на твердый р-р при т-ре 500-1150°С. Применяют такие никеля сплавы для изготовления хим. аппаратуры, работающей в высокоагрессивных жидких средах при комнатной и повышенных т-рах (см. также Коррозионностойкие материалы). Сплавы Ni-Mo устойчивы при работе в НСl, H2SO4, H3PO4, сплавы Ni-Cr-в HNO3, смеси HNO3 и HF, сплавы Ni-Mo-Cr-в окислит.-восстановит. средах.

Известны также коррозионностойкие конструкц. сплавы на основе Ni-Cu. Достоинство таких сплавов-сочетание высокой коррозионной стойкости в воде, крепких щелочах, нек-рых к-тах и на воздухе со сравнительно высокой мех. прочностью и хорошей пластичностью в горячем и холодном состоянии. Наиб. известен монель-металл, содержащий 27-29% Си, 2-3% Fe, 1,2-1,8% Mn. Применяют для изготовления изделий и аппаратов для хим., судостроительной, нефтяной, текстильной и др. пром-сти.

К ж а р о с т о й к и м никеля сплавам относят сплавы Ni-Cr (20-30%) и Ni-Fe-Cr (25-55% Fe, 15-18% Сr), содержащие до 3,5% Al, 2,0% Si, а также небольшие добавки РЗЭ и щел.-зем. металлов; известны под назв. нихром и ферронихром. Отличаются высоким сопротивлением газовой коррозии в атмосфере воздуха (до 1250 °С) и в нек-рых окислит. средах. Сочетают жаростойкость с высоким электрич. сопротивлением (1,10-1,40 мкОм.м). Такие никеля сплавы применяют наряду со сплавами Fe-Cr-Al (хромалями) для изготовления нагревателей электронагреват. устройств, а также для конструкц. элементов, не подвергающихся большим мех. нагрузкам (муфели, экраны, подины печей).

Ж а р о п р о ч н ы е никеля сплавы составляют большую группу слож-нолегир. сплавов состава Ni-Cr-Ti-Al. Обычно содержат 12-22% Сr, 0,5-7,5% Аl, 0,6-3,0% Ti, отдельные марки (в зависимости от желаемого сочетания св-в)-до 16% Со, 10% W, 6% Мо, 7% Fe, 2% Nb, 0,12% С с добавками В (до 0,22%) или Се (до 0,025%), напр. нимоник (10-21% Сr, 0,5-6% Аl, 0,2-4% Ti, до 22% Со, до 6% Мо), инконель (15% Сu, 9% Fe, 1% Al, Ti, Mo и др.). Характеризуются высокой жаропрочностью в интервале рабочих т-р 850-1050 °С. С усложнением легирования сплава и увеличением кол-ва легирующих элементов способность этих сплавов к обработке давлением ухудшается. Поэтому никеля сплавы, содержащие в качестве легирующих элементов Аl и Ti в кол-ве 8-10%, используют обычно в литом состоянии.

Жаропрочные никеля сплавы представляют собой твердые р-ры с включениями интерметаллидных и карбидных фаз, напр. Ni3(Ti, Al), Ni23C6 и др., присутствие к-рых в мелкодисперсном состоянии обеспечивает упрочнение сплавов. Дополнит. упрочнение достигается при легировании твердого р-ра, что способствует замедлению диффузионных процессов и повышению стабильности структуры при высокиx т-рах.

Введение тугоплавких оксидов Th, Al, Zr и др. используют при создании композиционных материалов на основе жаропрочных никеля сплавов. Обычно такие материалы изготовляют методами порошковой металлургии.

Жаропрочные никеля сплавы, работающие длит. время в нагруженном состоянии в условиях высоких т-р, получают с использованием метода направленной кристаллизации; жаропрочность таких сплавов значительно выше, чем отливок, полученных обычным литьем.

Осн. достоинство жаропрочных никеля сплавов -сочетание прочности с высокой жаростойкостью и технологичностью, что позволяет использовать их в качестве конструкц. материалов с рабочей т-рой до 1050°С (композиц. материалы-до 1200°С). По жаропрочности никеля сплавы уступают тугоплавким сплавам на основе Mo, Nb, Та, W, но превосходят их по жаростойкости.

Применяют жаропрочные никеля сплавы в осн. при изготовлении реактивных и газотурбинных двигателей, двигателей внутр. сгорания (см. также Жаропрочные сплавы).

Ф е р р о м а г н и т н ы е никеля сплавы представляют собой гл. обр. сплавы Ni-Fe; содержат 17-60% Fe и до 2% др. легирующих добавок (Мо, Сu, Сr и др.). Объединяются общим назв. пермаллои. Составляют большую группу магнито-мягких сплавов, характеризующихся высокой магн. проницаемостью, малой коэрцитивной силой и малыми потерями на гистерезис (см. Магнитные материалы). В зависимости от соотношения основного и легирующих элементов обладают разл. сочетанием магн. и электрич. характеристик, мех. и др. св-в. Среди них: сплавы (напр., пер-минвар-30% Fe, 23-25% Со, добавки Мо, Сr), отличающиеся особо высокой чувствительностью и постоянной магн. проницаемостью в слабых магн. полях, что используется в телефонии, телевидении, дефектоскопии; сплавы с прямоугольной петлей гистерезиса, обеспечивающие надежную работу переключающих устройств счетно-решающих и вычислит. машин и т.п.; сплавы, отличающиеся слабой чувствительностью магн. св-в к мех. воздействиям, что используется в аппаратуре магн. записи и воспроизведения звука и т.д.

В формировании структуры, обусловливающей желаемые магн. св-ва, большое значение имеет чистота материалов и технология изготовления и термич. обработки, к-рые во мн. случаях проводятся в спец. условиях-в магн. поле, вакууме и др.

К никеля сплавам с о с о б ы м и ф и з. с в-в а м и относятся сплавы на основе Ni-Cr (10-20% Сr), Ni-Mo (10-23% Мо), Ni-Mn (44-46% Мn), содержащие в качестве легирующих добавок Al, V, Fe, Cr, Cu, Ge и др. Такие сплавы обладают аномальными электрич. св-вами: отличаются близкими к нулю или отрицат. значениями температурного коэф. сопротивления при высоких значениях уд. электрич. сопротивления (до 2 мкОм.м). Область их применения-малогабаритные ре-зистивные и тензорезистивные элементы, от к-рых требуется высокое постоянство электрич. св-в в процессе эксплуатации в интервале рабочих т-р. Для изготовления резисторов используют, как правило, микропроволоку или ленту толщиной 3-20 мкм. Такие никеля сплавы полностью вытеснили применявшийся ранее манганин.

Сплав Ni, содержащий 40% Fe и 10% Со, отличается высоким значением температурного значения коэф. электрич. сопротивления (ок. 4.10-3 град-1) и используется в качестве термодатчика при т-рах до 500 °С.

Сплав Ni с 10% Сr и 1% Со (хромель) и сплав Ni с 2,0% Аl, 2% Мn, 1,5% Si и 0,8 Се (алюмель) используют в виде проволоки в качестве электродов термопар, применяемых в пром-сти и лаб. технике. Характеризуются хорошей воспроизводимостью значений термоэдс в широком интервале т-р (до 1000 °С).

Аморфные сплавы Ni, содержащие в качестве аморфиза-торов до 12% В, 10% Si, 10% Р и 0,2% С, легированные Fe (до 25%), Сr (до 20%) и иногда др. металлами (Со, W, Nb, Мо, V, Ti, Al), применяют в качестве высокотемпературных припоев с т-рой пайки 900-1200 °С. Превосходят известные сплавы для припоев на основе благородных и цветных металлов лучшей растекаемостью в процессе пайки, более высокой прочностью и меньшей пористостью шва, более высокой рабочей т-рой.

Сплавы на основе интерметаллида NiTi (45-55% Ni), т. наз. нитинолы, обладают эффектом "памяти формы", к-рый заключается в том, что металл, подвергнутый заметной пластич. деформации, при послед. нагреве до определенной т-ры обретает свою первонач. форму. Эффективно используются в медицине, радиотехнике, приборостроении, гидрав-лич. системах в виде разл. соединит. деталей и спец. изделий сложной конфигурации.

Сплавы Ni с Al (NiAl3, NiAl2, NiAl, Ni2Al3)- исходные материалы для приготовления никелевых пром. катализаторов (см. Катализаторы).

Лит.: Химушин Ф. Ф., Жаропрочные стали и сплавы, М., 1964; Симе Ч., Хагель В., Жаропрочные сплавы, пер. с англ., М., 1976; Прецизионные сплавы. Справочник, под ред. Б. В. Молотилова, 2 изд., М., 1983; Сплавы для нагревателей, М., 1985; Ульянин Е. А., Свистунова Т. В., Левин Ф. Л., Высоколегированные коррозионностойкие сплавы на основе железа и никеля, М., 1986. Л.Л.Жуков.


     © ХиМиК.ру




Реклама   Обратная связь   Дизайн